База знаний студента. Реферат, курсовая, контрольная, диплом на заказ

курсовые,контрольные,дипломы,рефераты

Кинематический и силовой расчёт механизма. Определение осевого момента инерции маховика. Проектирование профиля кулачкового механизма. Проектирование зубчатого зацепления. Проектирование планетарного механизма — Технология

1

Зміст

Вступ

Вступ

Розвиток сучасної науки та техніки нерозривно зв'язан з бідуванням нових машин, підвищуванням продуктивності та полегшуванням праці людей, а також забезпечують засоби дослідження законів природи та життя людини.

З розвитком сучасної науки та техніки все ширше використовуються системи машин автоматичної дії. Сукупність машин-автоматів, з'єднаних між собою та призначених для здійснення певного технологічного процесу називається автоматичною лінією.

В теорії механізмів вивчаються загальні методи дослідження властивостей механізмів та проектування їх схеми незалежно від конкретного призначення машини, приладу та апарата.

В теорії машин розглядаються загальні методи проектування машин. Обидві частини теорії механізмів і машин невід'ємно зв'язані між собою, так як механізми складають основу майже кожної машини.

При вивченні загальних властивостей механізмів необхідно виділити найбільш суттєві загальні ознаки механізмів, відвертаючись від приватних ознак, належних конкретному механізму. Наприклад, при вивченні кінематичних властивостей механізмів достатнього мати його схему, складаючу відомості, необхідні для визначення кінематичних характеристик : переміщення, швидкості, прискорення.

Задачі теорії машин та механізмів дуже різноманітні, але важливості з них можна розподілити по трьом розділам:

  • аналіз механізмів;

  • синтез механізмів;

  • теорія машин-автоматів.

Аналіз механізмів становить дослідження кінематичних і динамічних властивостей механізму по заданій схемі, а синтез механізму в проектуванні схеми механізму по заданим його властивостям

1.дКінематичне і силове дослідження механізму.

    1. Вихідні данні.

Транспортер (мал. 1)

Таблиця №1

Довжина ланок

?1

Маса ланок

О1А

О2В

ВС

О1А

пол.А

ВА

ВС

пол.С

мм

мм

мм

1/с

кг

кг

кг

кг

кг

45

50

160

80

0,22

0,21

0,42

0,85

1,3

<

?1

А

О1

Y1

Y2

О2

Q5

C

В

мал. 1).

<

1 2

3

6

5

5 6

4

мал. 2).

    1. Структурний аналіз механізму.

Виконуємо аналіз кінематичного ланцюгу (мал. 2):

1-6 - обертальна кінематична пара 5-го класу;

1-2 - обертальна кінематична пара 5-го класу;

3-6 - обертальна кінематична пара 5-го класу;

3-4 - обертальна кінематична пара 5-го класу;

4-5 - обертальна кінематична пара 5-го класу;

2-3 - поступальна кінематична пара 5-го класу;

5-4 - поступальна кінематична пара 5-го клас.

Проаналізуємо кінематичні ланки (мал. 2):

1 - кривошип;

2 - куліса;

3 - коромисло;

4 - шатун;

5 - повзун;

6 - стояк.

Визначаємо рухомість механізму (мал.1) за формулою Чебишева:

<
>

де: n - кількість ланок;

Р5 - кількість кінематичних пар 5-го класу;

Р4 - кількість кінематичних пар 4-го класу.

Визначаємо клас механізму, який дорівнює найвищому класу групи Ассура входячої до складу механізму.

<

4 діада 2-го класу

<

2

діада 2-го класу

2-го виду

3

<

(мал. 3)

Висновок: даний механізм згідно проведеного аналізу відноситься до механізму 2-го класу з рухомістю рівній одиниці. Це означає те, що нам достатньо виконати ведучою лише одну ланку.

1.3 Побудова положень механізму.

На кресленні № 1 довільно вибираємо точку О1 . За розмірами відкладаємо точку О2 . Навколо точки О1 проводимо коло радіусом О1А. З точки О2 проводимо дугу радіуса О2В. До кола О1А з дуги, через точку О2 проведемо дотичні, і добудуємо інші точки і ланки методом насічок. Ці положення і є крайніми положеннями механізму. Кожен із отриманих двох кутів поділимо на чотири рівні кути. І добудуємо інші положення механізму методом насічок. Ми отримаємо вісім положень механізму.

1.4 Визначаємо швидкість точок і кутову швидкість ланок.

Знайдемо швидкість точок і швидкість ланок для першого положення механізму.

Визначаємо швидкість точки А

<
>

На кресленні № 1 довільно вибираємо полюс P і перпендикулярно ланці О1А1 довжиною 50 мм провидимо відрізок, який і є графічним аналогом швидкості.

Визначаємо масштабний коефіцієнт:

<
>

Швидкість точки А2 дорівнює швидкості точки А1 , так як куліса 2 і ланка 1 рухається разом.

Визначаємо швидкість точки А3 графічно, враховуючи систему:

<
>

де: VA2 ,VO2 - переносні швидкості точки А3 ,

VA3A2 ,VA3O2 - відносні швидкості точки А3 .

На плані з точки О2 проводимо паралельну до А3О2 , а з полюса P проводимо перпендикулярну до А3О2 . Точка їх перетину і буде точкою О3 . з'єднуємо її з полюсом і отримуємо швидкість точки А3 .

Знаходимо дійсну швидкість точки А3:

<
>

Визначаємо швидкість точки В за теоремою подібності (чергування букв, як на механізмові так і на планові повинно співпадати при одному і тому ж напрямку обходу):

<
>

Знаходимо дійсну швидкість точки В:

<
>

Визначаємо швидкість точки С, вирішуючи графічно:

<
>

де: VВ - переносні швидкості точки С,

В - відносні швидкості точки С.

З точки b проводимо перпендикуляр до ланки ВС і на перетині його з горизонталлю, ми отримуємо точку С і з'єднавши її з полюсом ми отримуємо графічний аналог швидкості точки С.

Знаходимо дійсну швидкість точки С:

<
>

Кутову швидкість ланки 3 знаходимо, як відношення відповідної відносної швидкості до її довжини:

<
>

Аналогічно знаходимо кутову швидкість і для ланки 4:

<
>

Для інших положень механізму розрахунки ведемо аналогічно, а результати заносимо в таблицю № 2.

Таблиця № 2

0,8

1

2

3

4

5

6

7

VA1=VA2

мс

3,6

3,6

3,6

3,6

3,6

3,6

3,6

3,6

VA3=VA3O2

мс

0

2,88

2,988

0

2,304

3,528

3,456

2,232

VB

мс

0

1,44

1,584

0

0,72

1,008

1,008

0,792

VC

мс

0

1,368

1,584

0

0,72

1,008

0,936

0,72

VA3A2

мс

3,6

2,124

2,016

3,6

2,738

1,008

1,08

2,808

VCB

мс

0

0,3168

0,288

0

0,218

0,108

0,144

0,252

?3

0

28,8

31,68

0

14,4

20,16

20,16

15,84

?4

0

1,98

1,8

0

1,35

0,675

0,9

1,575

Так як куліса рухається поступально, то ?2 не буде.

1.5 Визначення прискорення точок та кутове прискорення ланок.

Розглянемо прискорення точок та кутове прискорення ланок на прикладі першого положення.

Визначаємо прискорення точки А:

<
>

На кресленні № 1 довільно вибираємо полюс точку ? і проводимо відрізок ?? , довжиною 100 мм і паралельно О1А, це і є графічний аналог прискорення точки А.

Визначаємо масштабний коефіцієнт:

<
>

Прискорення точки А2 дорівнює прискорення точки А1 , так як вони рухаються разом.

Визначаємо прискорення точки А3 графічно вирішуючи систему:

<
>

де: ?A3A2K - відносне каріолісове прискорення точки А3

?А3А2?, ?А3О2? - відносне тангенціальне прискорення точки А3

<
>

Перераховуємо в графічний аналог:

<
>

Порахуємо відносне нормальне прискорення точки А3:

<
>

Перераховуємо в графічний аналог:

<
>

На плані (креслення №1) з точки ?3 відкладаємо перпендикулярно ланці АО2 відрізок ?2?3' і з кінця якого проводимо паралельно до АО2 промінь. З полюса паралельно АО2 відкладаємо відрізок ??3'', з кінця якого проводимо перпендикуляр до АО2 і на перетині променя проведеного з точки ?3' і з точки ?3'' ми отримуємо точку ?3 , з'єднавши її з полюсом ми отримаємо графічний аналог прискорення точки А3.

Знаходимо дійсне прискорення точки А3:

<
>

Визначаємо прискорення точки В за теоремою подібності:

<
>

Знаходимо дійсне прискорення точки В:

<
>

Визначаємо прискорення точки С вирішуючи рівняння графічно:

<
>

де: ?СВn - відносне нормальне прискорення точки С

?СВ? - відносне тангенціальне прискорення точки С

Знайдемо відносне нормальне прискорення точки С:

<
>

Перерахуємо в графічний аналог:

<
>

З точки В відкладаємо відрізок ВС' паралельно до ланки ВС. З кінця якого проводимо перпендикуляр до перетину з горизонталлю. Точка їх перетину і буде точкою С, з'єднавши її з полюсом ми отримаємо графічний аналог прискорення точки С.

Знайдемо дійсне прискорення точки С:

<
>

Кутове прискорення третьої ланки знаходимо як відношення відповідного відносного тангенціального прискорення до його довжини:

<
>

Аналогічно розраховуємо кутове прискорення для четвертої ланки

<
>

Аналогічно розраховуємо все і для нульового положення механізму.

1.6 Силовий розрахунок.

Силовий розрахунок розглянемо на прикладі першого положення механізму.

Розрахуємо моменти інерції:

<
>

<
>

де: JS3 , JS4 - осьовий момент інерції.

Розраховуємо сили інерції ланок і ваги:

<
>

<
>

<
>

<
>

<
>

<
>

<
>

<
>

<
>

<
>

<
>

Визначимо масштабний коефіцієнт:

<
>

Перерахуємо сили в графічний аналог

<
>

<
>

<
>

<
>

<
>

<
>

Перерахуємо вагу в графічний аналог:

<
>

<
>

<
>

<
>

<
>

Вилучаємо з механізму ланку 4-5. Складаємо суму моментів відносно точки В і знаходимо реакцію R65.

<
>

<
>

<
>

Перерахуємо реакцію R65 в графічний аналог:

<
>

Складемо векторне рівняння суми всіх сил діючих на ланку 4-5:

<
>

Будуємо силовий многокутник, з якого знаходимо реакцію R34:

<
>

Знаходимо дійсну реакцію R34:

<
>

Вилучаємо з механізму ланку 3.

Складемо суму моментів відносно точки О2 і знайдемо реакцію R23:

<
>

<
>

Перерахуємо реакцію R23 в графічний аналог:

<
>

Складемо векторну суму всіх сил діючих на ланку:

<
>

Будуємо силовий многокутник і знаходимо реакцію R63:

<
>

Знайдемо дійсне значення реакції R63:

<
>

Вилучаємо з механізму ланку 2 і складаємо векторне рівняння:

<
>

Будуємо силовий многокутник і знаходимо реакцію R12:

<
>

Знайдемо дійсне значення реакції R12:

<
>

Вилучаємо з механізму ланку 1

Складаємо суму моментів відносно точки О, і знаходимо зрівноважуючий момент:

<
>

<
>

Складемо векторне рівняння усіх сил діючих на ланку:

<
>

Будуємо силовий многокутник і знаходимо реакцію R61:

<
>

Знаходимо дійсне значення реакції R61:

<
>

1.7 Важіль Жуковського.

Візьмемо план швидкості для першого положення і повернемо його на 90°. Знесемо на нього усі зовнішні сили. Сума моментів відносно полюса дасть нам зрівноважуючий момент.

<
>

<
>

<
>

Розрахуємо похибку між моментом отриманим з силового розрахунку і моментом отриманим з важеля

<
>

що задовольняє розрахункам.

1.8 Графіки.

На осі ординат відкладаємо переміщення повзуна, а на осі абсцис кут повороту кривошипу.

Визначимо масштабний коефіцієнт

<
>

де: Х - відрізок на осі абсцис.

<
>

де: С0С3 - відстань між мертвими положеннями;

Y3 - відстань на осі ординат на графіку, відповідаючи відстані між мертвими положеннями.

Кути повороту отримані при побудові положень механізму, перераховуємо за формулою у довжині

<
>

<
>

<
>

<
>

<
>

<
>

<
>

<
>

<
>

Перераховуємо переміщення повзуна:

<
>

<
>

<
>

<
>

<
>

<
>

<
>

<
>

На графіку на осі абсцис відкладаємо довжини ?i.. З отриманих точок проводимо промені. На відповідних променях відкладаємо відповідні довжини Si.. З'єднавши отримані точки отримаємо графік переміщень

<
>

Графічно диференціюючи цей графік ми отримаємо “аналог швидкостей” в масштабі:

<
>

де: Нi - відстань від осі ординат до полюса Р1.

Графічно диференціюючи графік “аналог швидкостей”, ми отримаємо графік “аналог прискорення” в масштабі:

<
>

де: Н2 - відстань від осі ординат до полюса Р2.

2.дВизначення осьового моменту інерції маховика.

2.1 Вихідні данні.

Вихідними даними є данні креслення № 1, крім того додається закон зміни сили Q та коефіцієнт нерівномірності руху ?.

Qs

<

Sc (мал. 4)

Закон зміни сили Q

Коефіцієнт нерівномірності руху - <
>

2.2 Визначення сили Q.

На кресленні № 1, на вісь переміщення повзуна наносимо закон зміни сили Q і з точок робочого ходу проводимо відрізки. Це є граничні аналоги сил Q для положень робочого ходу, для холостого ходу сили Q приймаємо рівними нулю, так як закон зміни сили Q прямокутник.

Тому:

<
>

<
>

<

С1 С2 С3 С4 С5 С6 С7 С8

(мал. 5)

2.3 Визначення привідного моменту.

Визначаємо привідний момент сили Q для кожного положення механізму:

<
>

де : Vci - швидкість повзуна в i-тому положенні механізму.

<
>

<
>

<
>

2.4 Побудова графіків Мпр=?(?), AQ= ?(?), Ap= ?(?), ?E= ?(?).

Визначаємо масштабний коефіцієнт

<
>

де : Y2 - відстань на осі ординат, відповідна даному приведеному моменту.

Будуємо вісь координат. По осі абсцис відкладаємо кут повороту механізму, та прораховуємо аналогічно як в пункті 1.8. З отриманих точок проводимо промені, на яких відкладаємо приведений момент перерахований в графічний аналог:

<
>

<
>

З'єднавши отримані точки ми отримуємо графік приведеного моменту від сил Q, МQ= ?(?).

Методом графічного інтегрування графіка приведеного моменту, отримуємо графік робіт сил Q, AQ= ?(?). З'єднавши початок і кінець останнього, отримуємо графік робіт рушійних сил Aр= ?(?). Графічно диференціюючи графік Aр= ?(?), отримуємо графік моментів рушійних сил Мр= ?(?).

Згідно з формулою кінетична енергія дорівнює різниці робіт сил Q і рушійних сил, тобто:

<
>

На графіку робіт заміряємо різницю між графіками AQ= ?(?) та Aр= ?(?). Цю різницю наносимо на відповідні промені системи координат. З'єднавши отримані точки отримуємо графік зміни кінетичної енергії ?E= ?(?).

2.5 Побудова графіка Jпр=?(?).

Проведемо розрахунок для першого положення механізму.

Визначаємо осьовий момент інерції ланок

<
>

<
, так як довжина ?3 змінюється, тому для кожного положення його розраховуємо окремо, а результати заносимо в таблицю № 4.>

<
>

Визначаємо швидкість центрів мас ланок:

<
>

<
>

Аналогічно швидкість центрів мас ланок рахуємо і для інших положень механізму, результати зараховуємо в таблицю № 3.

Таблиця №3

Од. вимір.

Положення механізму

0,8

1

2

3

4

5

6

7

Vs3

м/с

0

0,72

1,44

0

0,792

1,224

1,224

0,792

Vs4

м/с

0

0,72

1,44

0

0,72

1,008

1,008

0,72

Визначаємо кінетичну енергію механізму:

<
>

де: Е1 - кінетична енергія ланки №1;

Е2 - кінетична енергія ланки №2;

Е3 - кінетична енергія ланки №3;

Е4 - кінетична енергія ланки №4;

Е5 - кінетична енергія ланки №5.

<
>

<
>

<
>

<
>

<
>

<
>

Визначаємо приведений осьовий момент інерції:

<
>

Результати розрахунків для інших положень механізму проводимо аналогічно, а результати заносимо в таблицю №4.

Таблиця №4

Од. вимір

Положення механізму

0,8

1

2

3

4

5

6

7

J3

кг·м2

0,4752

0,,4752

0,4752

0,4752

0,4752

0,4752

0,4752

0,4752

E1

Дж

1,4256

1,4256

1,4256

1,4256

1,4256

1,4256

1,4256

1,4256

E2

Дж

0

1,34639

1,51323

0

0,74287

1,7936

1,7936

0,876

E3

Дж

0

0,88483

0,88422

0

0,22197

0,43224

0,37308

0,22257

E4

Дж

0

1,211096

1,630886

0

0,33696

0,66044

0,56946

0,33696

E5

Дж

1,9008

5,342626

5,929136

1,9008

3,2026

4,78208

4,63694

1,91073

Eмех

Дж

0,000594

0,001669

0,001853

0,000594

0,001008

0,001496

0,001449

0,000597

Jпр

кг·м2

64

180

200

64

109

161

161

64

(Jпр)гр

мм

0,004386

0,002984

0,002984

0,004386

0,006115

0,007278

0,007278

0,006115

Визначаємо масштабний коефіцієнт:

<
>

де: Y2 - відстань на осі абсцис відповідаюча даному осьовому моменту.

Перераховуємо усі отримані осьові моменти інерції в графічні аналоги:

<
>

Будуємо систему координат. По осі ординат відмічаємо кут повороту механізму, а по осі абсцис на променях проведених з точок кута повороту проводимо графічні аналоги приведеного осьового моменту. З'єднуємо отримані точки і отримуємо графік приведеного моменту Jпр=?(?).

2.6 Побудова діаграми енергомас.

Будуємо вісь координат. До цієї вісі проводимо промені з графіка приведеного осьового моменту Jпр=?(?) і зміни кінетичної енергії ?Е=?(?). На перетині відповідних променів отримуємо точки з'єднавши які, отримуємо діаграму енергомас (петля Віттенбауера).

3. Проектування профілю кулачкового механізму.

3.1 Вихідні данні.

<

<

мал. 6).

?п - 90? (фаза підьому штовхача);

?с - 30? (фаза далекого стояння);

?о - 160? (фаза спускання);

? - 85 1/С (кутова швидкість);

? - 35? (кут тиску);

h - 30 мм (хід штовхача).

< 1 Зміст Вступ Вступ Розвиток сучасної науки та технік

 

 

 

Внимание! Представленная Курсовая находится в открытом доступе в сети Интернет, и уже неоднократно сдавалась, возможно, даже в твоем учебном заведении.
Советуем не рисковать. Узнай, сколько стоит абсолютно уникальная Курсовая по твоей теме:

Новости образования и науки

Заказать уникальную работу

Похожие работы:

Технологическая карта на монтаж сборных железобетонных ферм одноэтажного бескранового промышленного здания
Расчет теплопотерь и системы отопления индивидуального жилого дома
Расчет и проектирование коробки скоростей к операционному токарному станку
Проектирование АТС на районированной сети
Автоматизация технологического процесса по розливу минеральной воды
Организация работы закусочной на 75 мест
Анализ процесса формообразования и расчет параметров режимов резания
"Метрология и нормирование точности", шпиндельная головка + контрольная по нормирование точности
Конструкции из дерева и пластмасс. Жилое здание из дерева в г.Купянск
Проектирование земляных работ (Проектування земляних робіт)

Свои сданные студенческие работы

присылайте нам на e-mail

Client@Stud-Baza.ru